FAZENDA SANTA TEREZA E QUICHADÁ

2011

30/06/2011

ESTUDO HIDROLÓGICO

ESTUDO HIDROLÓGICO

RELATÓRIO DOS ESTUDOS HIDROLÓGICOS DO FIO D´ÁGUA DO BARRAMENTO DE NÍVEL NO

CÓRREGO MUMBUCA

Vila do Café

Encruzilhada – BA

CNPJ:

Nome Fantasia: FAZENDAS SANTA TEREZA E QUICHADÁ

Atividade: Agrícola

1 – APRESENTAÇÃO

Este estudo tem o objetivo relatar os estudos hidrológicos de um riacho nas

proximidades das Fazendas Santa Tereza e Quichadá, avaliando sua bacia

hidrográfica, sua vazão a ser regularizada e o volume acumulado, visando à

obtenção de outorga pelo uso da água, junto ao Instituto de Gestão das

Águas e Clima – INGÁ. Este pequeno barramento para elevação do nível d

água, está localizado na propriedade do Sr. Geraldo Almeida Sinay Neves, no

Vilarejo de Vila do Café situado no município de Encruzilhada – Ba, e irá

atender a demanda de cultura irrigada de café das Fazendas citadas acima.

Neste estudo, com base de dados pluviométricos e fluviométricos da bacia de

drenagem de um Córrego da Mumbuca, afluente da bacia do Rio Pardo, para

na seqüência se avaliar a capacidade de regularização em função dos

Volumes que se pretende se acumular, definindo ainda as enchentes de

projeto para diversos tempos de retorno.

Desenho 01: Destaque Córrego Mumbuca – Fonte Mapa IBGE 2008

No final do estudo serão recomendados os volumes que devem ser retirados

do reservatório e como podem ser definidas as estruturas de proteção e

extravasão das enchentes de projeto.

Demandas de Irrigação:

Estes estudos hidrológicos irão dar suporte a implantação de uma irrigação da

cultura de café por gotejamento, na propriedade de Sr. Geraldo Almeida Sinay

Neves, no Vilarejo de Vila do Café situado no município de Encruzilhada – Ba,

O Planejamento de irrigação, definiu os consumos mensais de água para

atender ao cultivo de uma área de 130 ha.

MÊS DEM. MENSAL (M³) PERC. MENSAL (%)

JANEIRO 147.095 14,13

FEVEREIRO 190.008 18,26

MARÇO 222.859 21,41

ABRIL 148.590 14,28

MAIO 123.318 11,86

JUNHO 58.500 5,62

JULHO 29.822 2,86

AGOSTO 33.852 3,25

SETEMBRO 40.170 3,86

OUTUBRO 25.389 2,44

NOVEMBRO 8.580 0,83

DEZEMBRO 12.493 1,20

ANUAL 1.040.676 100,00 %

Tabela 1.1: Demanda Anual de Irrigação

Na simulação da operação demandada de água do Fio D´água do

Barramento de Nível das Fazendas Santa Tereza e Quichadá , será

considerada a variação da irrigação do café ao longo do ano, a partir dos

percentuais informados acima na tabela 1.1.

A seguir é apresentada uma cópia do Mapa na Escala 1:100.000 do Ministério

do Interior, (Folha SD.24.Y.C.VI), onde pode ser visualizado a bacia de

drenagem de contribuição do ponto de estudo, cujas coordenadas são:

LAT 15°36'33.58"S; LONG 40°43'50.47"O.

Foto 01: Detalhe Aéreo do Ponto de Barramento no Córrego Mumbuca à montante -Vila Café

Foto 02: Detalhe fotográfico do Ponto do Barramento

Foto 03: Detalhe fotográfico do Núcleo Urbano (Vila do Café)

1.1 Pelo Método da Interpolação da Quinta Potência da Distância pelo

Método da Intensidade, Duração e Freqüência - IDF

Para o método de interpolação, foram utilizados os parâmetros de ajuste

relativos à estação pluviométrica de Encruzilhada – BA, calculados através do

Método de Interpolação utilizando o Método da Interpolação da Quinta

Potência da Distância e considerando ainda as informações de todas as

localidades em que a equação de Intensidade, Duração e Freqüência da

precipitação entre os estados da Bahia, Minas Gerais, Rio de Janeiro, Paraná,

São Paulo e Tocantins, através do Programa Plúvio 2.1, do Grupo de

pesquisa de recursos hídricos – GPRH - da Universidade Federal de Viçosa-

MG.

K = 2929,590 a = 0,203 b = 34,186 c = 0,961

a

imáx = intensidade máxima média de chuva em mm / hora = K (T)

c

(tc + b )

onde T é Período de retorno da chuva máxima em anos ( T = 100 anos),

considerar t = tc (tempo de concentração) que é em minutos.

K = 2929,590 a = 0,203 b = 34,186 c = 0,961

0,203

imáx = em mm / hora = 2929,590 (100)

0,961

(tc + 34,186 )

Para Bacias maiores de 10 ha será adotado a Fórmula de Kirpich para o cálculo do tc (tempo de concentração).

Onde na bacia

H= 64,60 m

L = 6,78 Km

0,385

Por Kirpich, tc = tempo de concentração em minutos (min) = 57 (L ³ / H)

tc= 104 minutos ou 1,7 horas

Com isto a precipitação máxima será de 65,44 mm/hora.

Foto 02: Detalhe da Bacia de Drenagem no Córrego Mumbuca / Ponto do Barramento

Conforme Calculado a poligonal foi verificado uma área de contribuição da

bacia de 1.192 ha.

C = Adotado de 0,5, pelas características da bacia e por possuir um núcleo

urbano na parte central da Bacia.

Implica numa vazão máxima de:

Qmáx = 0,0028. 0,50. 65,44mm/hora.1.192 ha = 109, 21 m³/seg. Será

utilizado outras metodologias para avaliações das vazões por transposição de

dados.

Segundo o ponto de amostragem da rede Monitora da Bahia de qualidade das

águas realizada em 2010, onde o ponto mais próximo à jusante do Ponto de

Barramento, PRD-PRD-300, conforme descrito abaixo:

Foi observado que o Ponto PRD-PRD- 300 possui um Índice de Qualidade da Água (IQA)

Bom, conforme mostra o quadro abaixo, onde podemos avaliar que no ponto do

Barramento do Córrego Mumbuca as águas estão numa condição melhor,

pois o ponto, encontra-se à montante do ponto de amostragem.

Quadro 01 – IQA do ponto PRD-300 (Fonte Monitora 2010)

Outra Metodologia de Avaliação.

Basicamente, a metodologia consiste em:

a) determinar o valor da vazão de interesse com apoio de um mapa

da vazão específica máxima elaborada para bacias da ordem de 500

km² e,

b) proceder a correção desses valores, de forma a compensar a

variabilidade da vazão com a área de drenagem.

O mapeamento das vazões específicas máxima para período de

retorno de 100 anos (Qmax100) para as regiões hidrográficas

estudadas encontra-se representado na Figura 3. Como o mapa foi

elaborado para áreas de drenagem da ordem de 500 km2, a tendência

é de se ter vazões específicas menores para áreas maiores que 500

km2 e no caso contrário, maiores. Portanto, na utilização desse mapa

para outros tamanhos de área de drenagem a vazão específica obtida

deverá ser corrigida, por meio de um fator de correção.

Figura 01 - Mapa de vazões específicas máximas diárias anuais e período de retorno de 100 anos, das regiões Norte e Nordeste

do Estado de Minas Gerais e Adjacências.

Fonte: Adaptado da publicação Atlas Digital das Águas de Minas (2007).

Os estudos indicaram o período de retorno de 100 anos como o mais

apropriado para ser utilizado nos estudos de dimensionamento de

projetos e obras hidráulicas nas regiões estudadas. Outro fator que

influenciou a adoção desse período de retorno foi devido ao fato de

se utilizar nos estudos de regionalização hidrológica valores

máximos diários anuais (media de duas observações diárias de

estações fluviométricas), que apresenta tendência de se subestimar

essa variável hidrológica, ao invés de valores de vazão máxima

instantânea (ou vazão de pico de cheia).

Comentário sobre os procedimentos utilizados para validação da

metodologia:

Por meio da comparação das capacidades das vazões máximas de

pequenas barragens (altura < 10 m) localizadas na região mapeada (,

inseridas nas bacias dos rios/municípios: Mucuri (município de

Teófilo Otoni); Pardo (município de Rio Pardo de Minas); São

Francisco (municípios de Buritizeiro e Urucuia), com as dimensões

das capacidades dos extravasores calculados utilizando as vazões

máximas colhidas no, os valores das vazões apresentadas no mapa

de vazões específicas máximas das regiões norte e nordeste, que se

encontravam subestimados, foram adequados para essa realidade.

Vale destacar que as barragens (cinco para irrigação e três para

abastecimento d'água), foram construídas pela Fundação Rural

Mineira na década de 1990 e que os extravasores não apresentavam

evidências de estarem super ou sub-dimensionados. O estudo foi

realizado em bacias hidrográficas cujas áreas de contribuição

variaram de 4 a 48 km2.

Metodologia (procedimentos) para estimativa da vazão máxima em

qualquer seção fluvial nas regiões Norte e Nordeste do Estado de Minas

Gerais e Divisa com a Bahia

a)- Estimativa do valor da vazão específica

O valor da vazão específica média máxima à montante da seção

fluvial de interesse será obtido no mapa de vazões específicas

b)- Estimativa do valor da vazão específica O valor de correção será estimado por:

Equação (01)

em que:

A = área da bacia para a qual se deseja a vazão (único parâmetro morfométrico que será requerido ao usuário para estimativa da vazão mínima);

Amapa = área da bacia utilizada para construir o mapa (500 km2);

a = expoente da área de drenagem no modelo de regressão não linear, ajustado na regionalização hidrológica.

A área de drenagem da bacia localizada à montante da seção

fluviométrica de interesse é o único parâmetro morfométrico que

deverá ser estimado pelo usuário, e para sua estimativa recomenda-

se a aplicação de técnicas de geoprocessamento. Dessa forma, a

área de drenagem poderá ser estimada, de forma automática, através

de duas metodologias:

a) modelos digitais de elevação (MDEs) gerados a partir de cartas

geográficas digitais do IBGE na escala de 1:250.000 ou 1:100.000

(disponibilizadas no site dessa instituição)

b) MDEs gerados no SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), com

resolução de 90 m, importados do site da NASA via ftp (USGS, 2008).

A estimativa da área de drenagem através de cartas geográficas

digitalizadas é a mais aconselhável e rápida, e seu valor pode ser

calculado por CAD (AutoCad) ou por SIG (ArcGis). Nas regiões

hidrográficas onde não existam cartas geográficas digitais

recomenda-se a metodologia MDE-SRTM. Vale ressaltar que o valor

da área de drenagem poderá ser, também, estimado por meio de um

planímetro utilizando como apoio cartas geográficas no formato

analógico.

c) Estimativa da vazão de interesse: A vazão máxima prevista corresponde ao produto da vazão específica média da bacia (após aplicação do fator de correção) pela sua área de drenagem.

Equação (02)

Tabela – Valor do expoente da área de drenagem na equação de

regressão não linear ajustada para vazão máxima (Qmax100) em cada

região hidrologicamente homogênea identificada nas regiões Norte e

Nordeste do Estado de Minas Gerais e Adjacências

Bacia do rio Pardo –MG

Cabeceiras do r io Pardo até a div isa dos estados de Minas Gerais com Bahia .

Região I: -0,279

Fonte: Adaptado da publicação Atlas Digital das Águas de Minas (2007).

Curso d'água Pardo

UPGRH PA1

Latitude - 15,4982

Longitude - 41,3345

Área 12779,0780 Km²

Qmlp 53,3109

Q7,10 7,0346

30% Q7,10 2,1104

70% Q7,10 4,9242

Qreg max 37,3177

Qreg max/out 32,3934

Vreg max 2382,4043

Vreg min 1,3229

Q90 12,0481 m³/s

Q95 10,7577

Qmax 10 924,8975

Qmax 20 1103,0259

Qmax 50 1333,6794

Qmax 100 1507,2404

Qmax 500 1906,8875

Fonte: Hidrotec 2011

Fonte: Hidrotec 2011

Fonte: Hidrotec 2011

A Tabela Abaixo ilustra o percentual de variação nos valores das

vazões médias e das vazões caracterizadas pela freqüência, no rio

Pardo à montante da estação fluviométrica de Cândido Sales no

período de atualização dos estudos hidrológicos (1950 - 2010).

Tabela 2 - Vazões, períodos de séries históricas estudados e variação nos

valores das vazões na estação fluviométrica de Cândido Sales, nos dois

períodos de séries temporais estudados

Vazões

Períodos de série histórica/valores das vazões Variação nos valores das vazões

PA= (1950 - 2002) PB= (1950 – 2010) m³/s %

Vazões médias

Qmlp 22,59 21,97 -0,62 -2,8

Q7 3,782 3,64 -0,14 -3,8

Qmax 207,04 196,46 -10,58 -5,1

Vazões caracterizadas pela freqüência

Q7,10 0,27 0,23 -0,04 -14,8

Q95 0,85 855,10 -0,09 -10,9

Qmax100 914,32 2722,24 -59,22 -6,5

Notação:

Qm l p = média das vazões diár ias anuais;

Q7 = média da vazões mínimas de 7 dias de duração;

Qm ax = média das vazões máximas anuais;

Q7 , 10 = vazão mínima de 7 dias de duração e período de retorno de 10 anos;

Q95 = vazão de 95% da curva de permanência e

Qm ax 100 = vazão máxima diár ia anual com período de retorno de 100 anos.

Conforme verificado com os dados observados à montante do Rio Pardo com

características mais próximas da área de interesse o Córrego Mumbuca

observou-se que a Vazão específica mínima do Rio Pardo na área de

Interesse é de 0,4 L/S. Km².

Sub-bacia Rio Pardo

Local Córrego do Mumbuca (escoamento

intermitente)

Coordenadas LAT 15°36'33.58"S; LONG 40°43'50.47"O

Proprietário Sr. Geraldo Almeida Sinay Neves

Município Encruzilhada

Área de drenagem á montante do local de interesse

11,92 km2

Solução

1º Passo - Obtenção do valor do expoente da área (a) da equação de

regressão não linear:

Na Tabela observa-se que a seção fluvial de interesse está localizada

na Região II: bacia do rio Pardo e o valor do expoente da área

correspondem a: -0,279;

2º Passo - Cálculo do fator de correção da vazão específica:

Substituindo os dados na Equação 1, obtêm-se fc = 7,00;

3º Passo - Cálculo do valor da vazão específica:

Identifica-se no mapa apresentado na Figura 2 a localização

geográfica da seção fluvial de interesse (Vila do Café - cabeceiras do

rio Pardo - sub-bacia do córrego Mumbuca) e, a partir daí, com base

nos intervalos de classes das vazões específicas apresentados na

legenda do referido mapa, obtêm-se o valor de 190 L/s.km2.

Aplicando o fator de correção no valor da vazão específica corrigida

(q = 7,00 x 190 L/s.km2), obtêm-se q = 1.330,0 L/s.km2;

4º Passo - Estimativa da vazão máxima prevista (m3/s) para o período

de retorno de 100 anos:

Corresponde ao produto da vazão específica corrigida pela área da

bacia de interesse (Qmax100 = 1.330,0 x 11,92 km2) obtêm-se

15.553,36 L/s ou Qmax100 = 15,55 m3/s.

Como a relação Q90% / Qmax100 = 0,008

Transportando para a Bacia verificamos que o Valor de Q 90% no ponto

de Estudo do Córrego Mumbuca é de Q90% = 0,124 m³/s.

Demanda: 130 ha de café = 0,101 m3/s = 100,1 L/s; Disponibilidade de água na seção de acordo com o SRH é de Q90%

= 0,124 m³/s. ≈ 124 L/s;

Demanda (100 L/s) < disponibilidade (124,0 L/s) → condição satisfeita !;

2. Conclusões:

Os estudos hidrológicos do Córrego Mumbuca foram condicionados através

de dados observados na própria bacia, esgotando-se as possibilidades

metodológicas disponíveis, verificou-se uma condição satisfatória para a

captação de água para irrigação por gotejamento de 130 ha de café sem

comprometimento das vazões mínimas recomendadas pela Superintendência

de Recursos Hídricos – Bahia, através do estudo realizado por transposição

de dados da Bacia do Rio Pardo.

Vitória da Conquista, 30 de junho de 2011.

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Cláudio Gomes do Nascimento

Eng Civil – CREA: 6896 – ES

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Manuel Alfaia C. Neto

Téc. Arquitetura – CREA: 47637-BA